Este documento describe la presencia de varnish en las turbinas a vapor de una planta energética. Explica qué es el varnish, cómo se genera y sus consecuencias. Luego detalla los valores de varnish encontrados en las turbinas a través de análisis de laboratorio y las buenas prácticas recomendadas. Finalmente, se presentan dos tecnologías para remover el varnish y se selecciona la alternativa de usar un equipo VRU, detallando su costo y ventajas.

1. Descomposición Aceite Lubricante
Presencia de Varnish

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Contenido
1
¿Qué es el
Varnish?
2
Caso
Unidades
Guacolda
3
Tecnologías
Disponibles
 Degradación del aceite.
 Generación de varnish.
 Consecuencias del varnish.
 Plan de Trabajo / Línea Base.
 Tecnologías & Equipos.
 Alternativa Seleccionada.
 Detección del fenómeno.
 Valor de varnish por norma.
 Buenas Prácticas.

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¿Qué es
el
Varnish?
1
 Degradación del aceite.
 Generación de varnish.
 Consecuencias del varnish.

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Etapas en la Degradación del Aceite…
Oxidación
y
Polimerización
Solubilidad
Contaminantes
Suaves
Precipitación
y
Aglomeración
Varnish en los
componentes de la
máquina.
…Las últimas 3 etapas son
reacciones reversibles….

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¿Qué es el Varnish?
 El Varnish es el resultado de la degradación y polimerización del aceite, que es
causado por la oxidación, descomposición térmica y proceso natural del
consumo de aditivos.
 Los subproductos de la degradación incrementan con el envejecimiento del
aceite, eventualmente formando varnish.
 El precursor del varnish es atraído a las superficies metálicas y comienza
como una capa suave como cera pegajosa.
 Eventualmente, esta capa suave cambia a una laca que puede ser
extremadamente difícil de remover.
 Las temperaturas elevadas también contribuyen al proceso de oxidación. La
regla general es que por cada aumento de 10 grados [°C] en la temperatura de
trabajo, la tasa de oxidación se duplica (regla de Arrhenius). Agua, aireación y
las partículas metálicas de hierro y cobre provenientes el desgaste actúan
como catalizadores para acelerar este proceso.

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Generación de Varnish.
Contaminantes suaves, lodos y
barnices; como resultado válvulas
trabadas, filtros obstruidos y
tanques sucios, etc…
Puntos calientes en cojinetes,
rodamiento, bomba, etc.
Crean contaminantes blandos,
precursores de barniz…
Las partículas de desgaste, son
abrasivas para la máquina y
aceleran la formación de
barniz…
..Humedad/agua crean
micropitting, cavitación y
acelera la formación de
barniz…
Controlar la formación de contaminantes blandos.. Enfriar, Limpiar y Secar…
…Catalizadores
para la
degradación del
aceite y la creación
de barniz

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Algunas consecuencias del varnish en el aceite
dependiendo la máquina:
 Contaminación y saturación de elementos filtrantes.
 Deposición en elementos de control servo-válvulas, llegando a provocar lentitud en
su funcionamiento y disminuir el ajuste interno.
 Acumulación y contaminación en líneas de bajo flujo tanto del circuito de lubricación
como el de control.
 Depósitos en las superficies de los cojinetes/descansos.
 Disminución de la vida útil y función del aceite.
 Reducción de la productividad y aumento de los costos de mantenimiento.
 Mayor energía consumida.

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Caso
Unidades
Guacolda.
 Antecedentes
 Detección fenómeno varnish
 Valores por Norma
 Buenas Prácticas
2
Presencia de Varnish Turbinas a Vapor

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Detección de Varnish.
Dentro del Plan de Mantenimiento Predictivo está considerado un análisis de
aceite trimestral a cada Turbina, para conocer principalmente estado de limpieza
del aceite, según Norma ISO 4406:99
Algunos de los métodos más utilizados para determinar la degradación del aceite
y existencia de varnish son:
 Espectrofotometría ASTM D-13070.
 Análisis Parche de Membrana Colorimétrica (MPC), ASTM WK27308 / ASTM
D7843-12.
 Análisis de Ultra Centrifugado (UC), IWI-251.
 Diferencia entre el conteo de partículas ópticas y conteo de partículas por
bloqueo de poros.
Las muestras de aceite de la TV1-2-3-4; fueron analizadas bajo el método
(MPC), ASTM D7843-12.

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Valores Permitidos según ASTM.
Espectrofotometría ASTM D-13070. Parche de Membrana
Colorimétrica (MPC),
ASTM D7843-12.
VRP (Rango Potencial de Barniz), se basa en pruebas de
campo y según pruebas de MPC - ASTM D7843-12.

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Valores de Varnish TV1-2
Método empleado Parche de Membrana Colorimétrica (MPC), ASTM D7843-12.
TV-1 TV-2

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Valores de Varnish TV3-4
Método empleado Parche de Membrana Colorimétrica (MPC), ASTM D7843-12
TV-3 TV-4

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Buenas Practicas.
 Análisis mensual del aceites que considere (Propiedades Físico Químicas,
Concentración de Elementos, Paquete de Aditivos y Conteo de Partículas ISO 4406:99).
El Global Risk y Manual de Buenas Prácticas solicitan monitoreo mensual para turbinas
a vapor, gas e hidráulicas.
 Análisis semestral de Barnices. De acuerdo ASTM D7843-12 Análisis Parche de
Membrana Colorimétrica (MPC).
 Establecer contacto con los siguientes laboratorios: TESTOIL (Argentina), ALS
TRIBOLOGY-TRIBOLAB (Brasil), FILTREX (Holanda); para realizar contra-muestra y
análisis de vida útil del aceite.
 Instalación de equipos on-line para retención de lacas, algunas marcar y alternativas
pueden ser: PARKER y CCJensen.
 Nivelar y certificar competencias en el personal técnico e ingeniero, en materias
asociadas a la tribología de los aceites. Certificación ICML MLA / MLT, según ISO
18436-4.
 Evaluar un contrato marco con empresas prestado del servicio de análisis de aceite,
para el servicio de toma muestra y análisis de aceite de nuestras turbinas.

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3 Tecnologías
Disponibles
Caso de Negocio – Linea Base / Plan de Acción TV-3
Guacolda
 Línea Base Guacolda
 Tecnologías & Equipos.
 Plan de Acción y Alternativa
Seleccionada.

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Línea Base / Plan de Acción.
 Guacolda ha definido realizar análisis de varnish con 2 laboratorios externos
que son TESTOIL (Argentina) y CCJensen (Dinamarca).
 Si los valores MPC de varnish de la segunda muestra a analizar están entre
40-60, se mantendrá el monitoreo del varnish pero se evaluará la frecuencia
del análisis.
 Si los valores MPC de varnish de la segunda muestra a analizar sobrepasan
un MPC >60, se activará el plan de acción para la remoción del varnish, en la
TV-3.
 Para ejecutar el plan de acción, en el mercado actualmente hay dos
tecnologías, que pueden realizar la remoción de barniz y prevención de
oxidación del aceite, estas son Remoción Sub Micrónica (SMR) de
PARKER y VRU CJC TM de CCJENSEN.

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Tecnología & Equipo SMR de PARKER.
 Las partículas se pasan a través de electrodos de alta tensión, lo que induce
una carga sobre las partículas , generando la ionización de éstas.
 Las partículas con cargas opuestas se mezclan, avanzando en el flujo con el fin
de permitir la aglomeración por balance de carga, formando paquetes de
partículas de mayor tamaño.
 Los paquetes de partículas se filtran de manera más eficiente.

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Tecnología & Equipo VRU de CCJensen.

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Alternativa Seleccionada TV-3: Equipo VRU.
 La tecnología a emplear para remoción del varnish en la TV-3, sería la
propuesta por la Empresa CCJensen con su equipo VRU CJC TM.
 Se estima una duración mínima de 1 mes, para conseguir un MPC <30.
 Recomendado sobre 3 meses, para conseguir un MPC <15.

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Alternativa Seleccionada TV-3: Equipo VRU.
 Detalle y costo del servicio mensual con Equipo VRU 27/108 CCJensen:
Ítem Descripción USD$/mes
1 Arriendo Equipo VRU 1.768
2 Elemento Filtrante (2) VRI 27/27 954
3 MPC ASTM D7843-12 243
4 Asistencia Técnica Terreno 1.355
Total Servicio 4.320
 Costo de un equipo nuevo VRU 27/108, está cercano a los USD 35.000

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Ventajas por remoción de varnish.
 Mayor confiabilidad y disponibilidad de equipos.
 Disminuye fallas en componentes de sistemas de lubricación y control en
turbinas a gas, vapor e hidráulicas.
 Previene las paradas inesperadas del sistemas, equipos y reduce los costos
de mantenimiento.
 Alarga la vida útil del aceite, aditivos y componentes (cojinetes, juntas,
válvulas, servo, etc…)
 Baja la cantidad de purgas del sistema y limpieza de depósitos de aceite.
 Los valores de MPC desciende a niveles según norma.
 Mejora en el comportamiento de variables tales como, presión flujo y
temperatura.
 Disminuye el funcionamiento errático de dispositivos de mando y control.

21. Conclusiones
…………La presencia de varnish en las Turbias a Vapor, Gas e
Hidráulicas, debe ser un fenómeno a monitorear, controlar y estudiar,
considerando que si se superan los valores críticos de MPC, puede traer
consigo indisponibilidad y baja confiabilidad de equipos y sistemas
asociados al turbogenerador.
El Mantenimiento Predictivo es una técnica esencial para
monitorear y controlar el desempeño de nuestras máquinas, por lo tanto
los profesionales de mantenimiento deberán estar capacitados y
certificados, para interpretar estos resultados, con la finalidad de
mantener estos equipos en los niveles de disponibilidad y confiabilidad
requeridos.
Hoy en día existen Normas y Pruebas de Laboratorio, que nos
permiten determinar con exactitud la calidad de nuestros aceites,
permitiéndonos como especialistas tomar decisiones y mejoras en
nuestras máquinas.